1、 发 酵 工 程 课 程 设 计 学 院： 环境与生物工程学院 系 别： 生物工程学院 姓 名： 冯佩全 学 号： 14801056 指导教师： 杨立，龚乃超 成 绩： 2017 年 1 月 1 日 发酵工程课程设计 任 务 书 姓名： 冯佩全 专业： 生物工程 班级： 14 生物本二 设计题目： 年产 9.9 万吨 14啤酒工厂糖化车间 过滤槽 设计 生产基础数据 产品规格： 14浅色 生产天数： 293 天 /年 原料配比： 麦芽：大米 = 7 ： 3 ；原料利用率： 98 % 麦芽水分： 5 %；大米水分： 12 % 无水麦芽浸出率： 80 %；无水大米浸出率： 90 % 啤酒损失 (对
2、热麦汁 )： 冷却损失 4 %；发酵损失 1 % 过滤损失 1.5 %；灌装损失 1.7 % 麦芽清净及磨碎损失： 0.3 % 总损失： 8 % 糖化次数：生产旺季（ 153 天） 6 次 /天；生产淡季（ 140 天） 4 次 /天 其它工艺指标参考设计指导书 设计内容 1、根据以上设计任务，查阅有关文献资料，搜集必要的技术资料、工艺参数与数据，进行生产方法的选择，工艺流程与工艺条件的确定及论证。 2、工艺计算：全厂物料衡算、糖化车间热、冷、水与电量衡算。 3、糖化车间设备选型计算 4、主体设备的设计与计算 设计要求 1、根据以上设计内容，撰写设计说明书 2、完成图纸 2 张：工艺流程图、总
3、平面布置图 摘要 本设计为年产 9.9 万吨 14啤酒厂设计，糖化工段的工艺设计是设计的重点。此次设计计算主要包括物料衡算，热量衡算，冷耗计算和设备选型的计算以及重点设备 过滤槽 的计算。该啤酒厂设计的图纸主要包括糖化车间和发酵车间的流程，重点设备糊化锅装配图，以及糖化车间的平面图和立面图。 啤酒的酿造采用 70%的优质麦芽， 30%的大米。设计中采用湿法粉碎，该工艺可以使麦芽皮壳充分 吸水变软，粉碎时皮壳不易磨碎，胚乳带水碾磨，较均匀，糖化速度快，可提高过滤速度。对大米来说，粉碎的越细越好，越利于糊化。而湿法粉碎恰恰能更好的更细的粉碎。糖化采用 二醪一次 煮出糖化法，用此方法酿造啤酒，其颜色
4、色泽淡黄，泡沫丰富持久具有特殊味道。可以补救一些麦芽溶解不良的缺点，促进物料的溶解，使溶液彻底糊化，便于淀粉酶的作用，以提高浸出物收得率。 关键词 ： 啤酒厂； 过滤槽 ； 二醪一次 煮出糖化法 Abstract The design for the annual production capacity of 99 thousand tons of 14 degrees beer factory design, process design is the key of the design of the saccharification. The calculation of the desi
5、gn includes material balance, heat balance, the calculation of cold consumption and equipment selection and the calculation of key equipment filter tank. The design of the beer factory mainly includes the saccharification workshop and the fermentation process, the focus of the equipment paste pot as
6、sembly drawing, as well as the saccharification workshop plan and elevation. Beer is brewed using 70% of high quality malt, and about 30% of rice. The design used in wet grinding, this process can make the malt hull full of water becomes soft, skin is not easy to grind crushing, endosperm with Shuin
7、ian grinding, uniform saccharifying speed, can improve the filtering speed. For rice, the finer the better, the more conducive to gelatinization. And wet crushing is just better crushing. A two mash Decoction mashing method by using this method for brewing beer saccharification, the color, the color
8、 yellow, rich foam with special taste lasting. The utility model can be used to remedy the disadvantages of some malt dissolving, to promote the dissolution of the material, to make the solution thoroughly gelatinized, and to facilitate the action of amylase to improve the yield of the extract. Key
9、words : beer factory; filter tank; a two mash Decoction mashing method 目录 1 设计产品种类及方案 . 1 1.1 产品方案 . 1 1.1.1 种类 . 1 1.1.2 生产啤酒结构 . 1 1.2 原料麦芽质量标准 . 1 1.2.1 感官 . 1 1.2.2 物理检验 . 1 1.2.3 化学检验 . 2 1.3 辅料的质量标准 . 2 1.4 糖化方法的确定 . 2 1.5 糖化设备 . 3 1.6 工艺条件的确定 . 4 1.6.1 糊化、糊化 . 4 1.6.2 过滤 . 4 1.6.3 煮沸 . 4 1.6.
10、4 回旋、沉淀、急冷 . 4 2 工艺计算 . 5 2.1 年产 9.9 万吨啤酒厂物料衡算 . 5 2.1.1 工艺技术指标及基础数据 . 5 2.1.2 100kg 原料生产 14o 淡色啤酒的物料衡算 . 6 2.1.3 生产 100L14o 淡色啤酒的物料衡算 . 6 2.1.4 每次糖化投料量及其他项目的物料平衡 . 7 2.1.5 年产 99000 啤酒生产糖化投料及其他项目的物料计算 . 7 2.2 糖化车间热量衡算 . 9 2.2.1 糖化用水耗热量 Q1. 9 2.2.2 第一次米醪煮沸耗热量 Q2 . 9 2.2.3 第二次煮沸前混 合醪升温至 70的耗热量 Q3 . 11
11、 2.2.4 第二次煮沸混合醪的耗热量 Q4 . 11 2.2.5 洗槽水耗热量 Q5 . 12 2.2.6 麦汁煮沸过程耗热量 Q6. 12 2.2.7 糖化一次总耗热量 Q 总 . 13 2.2.8 糖化一次耗用蒸汽量 D . 13 2.2.9 糖化过程每小时 最大蒸汽量 Qmax . 13 2.2.10 蒸汽单耗 . 14 2.3 麦汁冷却耗冷量的计算 . 14 2.4 糖化车间耗水量计算 . 15 2.4.1 糖化用水 Gw. 15 2.4.2 洗槽用水 . 15 2.4.3 糖化室洗刷用水 G3. 15 2.4.4 沉淀槽洗刷用水 G4. 15 2.4.5 麦汁冷却器洗刷用水 G6.
12、 16 2.4.6 将上述计算结果 列成糖化车间用水量衡算表 . 16 2.5 糖化车间耗电量的计算 . 16 3 主要设备计算 . 17 3.1 过滤槽 . 17 3.1.1 形式与结构 . 17 3.1.2 有关参数 . 17 3.1.3 壁厚的计算 . 17 3.1.4 过滤槽耕槽装置的功率计算 . 18 4 啤酒废弃物的处理 . 19 4.1 啤酒厂废水的治理 . 19 4.1.1 接触氧化工艺 . 19 4.1.2 SBR 工艺 . 19 4.1.3 氧化沟活性污泥法 . 20 参考文献 . 21 致谢 . 22 1 1 设计产品种类及方案 1.1 产品方案 1.1.1 种类 本产品
13、为 14 度浅色麦汁，为保证啤酒发酵的正常运行，得到优质的啤酒，对麦芽提出的要求是：浸收物收得高，麦汁澄清透明，麦汁组成符合要求。 1.1.2 生产啤酒结构 本地区气温变化较大，全年生产天数定为 293 天，其中 5,6,7,8,9 月为生产旺季 10,11,2,3,4 为生产淡季， 12,1 月停产，做技术设备检修及计划准备工作。设计生产旺季每天糖化 6次，淡季每天糖化 4 次，旺淡季分别占 153和 140 天，全年总糖化次数为 1478 次。 1.2 原料麦芽质量标准 1.2.1 感官 色泽：良好大麦有光泽，淡黄，不成熟大麦呈微绿色，受潮大麦发暗，胚部呈深褐色，收菌侵蚀的大麦则呈灰色或微
14、蓝色。 气味：良好大麦具有新鲜稻草香味，受潮发霉的则有霉臭味。 谷皮：优良大麦皮厚。有细密纹道，厚皮大麦则纹道粗糙。 麦粒形态：麦粒以短胖者比瘦长者为佳，前者浸出物高，蛋白质低，发芽快。 夹杂物：杂谷粒和砂土等应在 2%以下 1.2.2 物理检验 千粒重：以无水物计千粒重应为 30-40g，二棱大麦较六棱大麦重。千粒重高浸出物相应亦高。 2 麦粒均匀度：按国籍通用标准，麦粒腹径可分为 2.8,2.5,2.2mm 三级。 2.5 以上麦粒占 85%者属一级大麦， 2.5-2.8 者为 2 级， 2.2 以下为次级大麦，用作饲料。 胚乳性质：胚乳断面可分为粉粒状、玻璃质和半玻璃质三种状态。优良大麦
15、粉粒状为 80%以上。 1.2.3 化学检验 水分：测定水分是计算干物质的基础。原料大麦水分不能高于 13%，否则不能贮存，易发生霉变，呼吸损失大。 蛋白质：蛋白质含量一般要求为 9%-12%。蛋白质含量高，制麦不易管理，易生成玻璃质，溶解差，浸出物相应地低，成品啤酒易浑浊。 浸出物：间接衡量淀粉含量的方法，一般为 72%-80%（干物质） 2。 1.3 辅料的质量标准 啤酒酿造用大米，原则上凡大米不论品种均可用于酿造，但从啤酒风味上而言，米的食感越好，酿造的啤酒的风味越好。一般来说粳米优于籼米，晚稻米优于早稻米，糯米优于非糯米。糯米酿造啤酒，发酵度适中，啤 酒的口味纯净，泡性特别好。 大米的
16、相对密度高为 1.40，容重为 790-830kg/m3,千粒重为 20-27g。 由于大米淀粉含量高（ 75-82%），无水浸出率高达 90%-93%，无花色苷，含脂肪低（ 0.2-1.0%），并含有较多泡性蛋白（糖蛋白）用它做辅料酿造啤酒，啤酒的色泽浅、口味纯净，泡沫洁白细腻，泡特性好，它是优良的啤酒辅料。美国只有高级啤酒才用大米辅料。我国稻米产量为世界第一，稻谷产量占全国粮食总产量的 1/2，因此。啤酒辅料至今习惯用大米。 1.4 糖化方法的确定 生产方法为：双醪一次煮出糖化法。 双 醪煮出糖化法：经糊化的大米醪与麦芽醪混合后，一次取出部分混合醪液在一次煮沸的糖化方法称为双醪一次煮出糖化
17、法。操作过程如下（以麦芽为液化3 剂）。 糖化锅： 麦芽投料，投料温度 50 摄氏度，保温进行蛋白质休止，直至与来自糊化锅的大米醪； 第一次兑醪，兑醪后温度 65至 80 摄氏度，保温糖化至碘反应基本完全；分出部分醪液入糊化锅，剩余醪液继续保温糖化；第二次兑醪，兑醪厚温度 76 至78摄氏度；静止 10 分钟后泵入过滤槽过滤； 糊化锅： 大米投料，投料温度 45 至 50 摄氏度，保温 20 分钟左右；升温至 70 摄氏度（若以 -淀粉酶伟液化则升温至 90 摄氏度 ）保温 10 分钟左右；升温至煮沸温度，煮沸 30 分钟左右；送入糖化锅进行兑醪。将糖化锅取出来的部分醪液加热至沸；送回糖化锅兑
18、醪。 1.5 糖化设备 四器组合，一般的啤酒厂多采用四器组合，每一个锅负责完成一项任务，四器为糊化锅、糖化锅、过滤槽和麦汁煮沸锅。六器组合适用于产量较大的工厂。 （ 1）糊化锅 糊化锅是用来加热煮沸辅助原料（一般为大米粉）和部分麦芽粉醪液，使其淀粉液化和糊化。 糖化锅 啤酒糖化锅的用途是使麦芽粉与水混合，并保持一定温度进行蛋白质分解和淀粉糖化。其结构外形加工材料都与糊化锅大致相同。 麦芽汁煮沸锅 麦汁煮沸锅又称煮沸锅，或称浓缩锅，用于麦汁的煮沸和浓缩，麦汁中多余水分蒸发掉，使麦汁达到要求浓度，并加入酒花，浸出酒花中的苦味及芳香物质。还有加热凝固蛋白质、灭菌、灭酶的作用。 糖化醪过滤槽 糖化醪的
19、过滤是啤酒长获得澄清麦汁的一个关键设备。国内对糖化醪过滤主要有两种设备，即有平底筛的过滤槽和板框过滤槽。 4 1.6 工艺条件的确定 1.6.1 糊化、糊化 酶制剂添加方式：耐高温 淀粉酶 在糊化升温至 60时加入，糖化下料时，复合酶与麦芽料一同加入到糖化锅中。 辅料添加方式：磷酸、甲醛下料至一半时加入，石膏在投料结束时加入。 合醪方式：糊化完全后一次性倒入糖化锅。 1.6.2 过滤 洗槽水温： 76-80 头号麦汁浓度： 14-160P 洗槽次数： 3次 洗槽残糖： 1.2-1.80P 过滤时间 : 2 小时 1.6.3 煮沸 初沸麦汁浓度： 10-110P 定型麦汁浓度： 13-140P 煮沸时间： 55-65min 煮沸强度： 7% 酒花及辅料添加时间： 1初沸时加入颗粒酒花 1kg 及磷酸 1000ml 2煮沸 30min 时加入 CO2 酒花浸膏 0.3kg 3煮沸终了前 10min 加入颗粒酒花 2kg， ZnCl 10g及麦汁澄清剂 0.3kg。 1.6.4 回旋、沉淀、急冷 回旋时间： 20min 沉淀时间： 30min
